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非横向Clifford门的通用容错实现

量子物理 2025-10-10 v1

摘要

我们提出了一种用于实现任意Clifford电路的容错实现方案的框架。为此,我们扩展了针对syndrome extraction的flag gadgets的前期工作,以覆盖任何Clifford电路的框架。这一框架为实现普遍容错提供了新的路径,允许在容错实现选定非横向Clifford门的同时,transversal实现 TT 门。我们所提出的构造允许由 nn 个双量子门和 O(n)O(n) 个单量子门组成的Clifford电路,作用于距离为 dd 的code中的physical qubits,using O(d2log(nd2logn))O(d^2 \log(nd^2\log n)) 个 ancilla qubits 和 O(nd2log(nd2logn))O(nd^2 \log(nd^2 \log n)) 个额外 CNOTs。除渐近分析外,我们通过实现[[15,1,3]] code的非横向逻辑Hadamard门(该code具备transversal T)并与其他通用性方法进行比较来展示我们的构造。我们还将我们的构造应用于magic-state preparation、一般状态准备(使用Clifford电路)以及 data-syndrome codes。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.08402,
  title  = {Universal Fault Tolerance with Non-Transversal Clifford Gates},
  author = {Benjamin Anker and Milad Marvian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08402},
  year   = {2025}
}

备注

20 pages, 19 figures